877

лента должна быть слегка липкой на ощупь. Излишки адгезива необходимо аккуратно удалить.

Гарантийный срок хранения – 3 года со дня изготовления. Транспортировка и хранение тканей должны осуществляться в соответствии с ГОСТ 25388 со следующим дополнением: углеродные ткани должны храниться в упакованном виде при температуре не ниже 100С и влажности не выше 85%.

Композитная арматура ROCKBAR.

Композитная арматура ROCKBAR – композиционный материал, состоящий из стеклянного (базальтового) наполнителя и синтетического полимерного связующего.

Применение композитной арматуры ROCKBAR увеличивает срок службы конструкции и межремонтный период за счет: высокой коррозионной стойкости в кислых, щелочных и других агрессивных средах; долговечности; высокой прочности при растяжении; низкой плотности; низкой теплопроводности; абсолютной экологичности и пожаробезопасности.

Композитная арматура ROCKBAR прошла коррозионные и физикомеханические испытания в различных университетах мира.

Арматуру ROCKBAR следует применять в: жилищно-гражданском строительстве (фундаменты зданий и сооружений, ремонт и усилие несущей способности кирпичных и железобетонных конструкций); промышленном строительстве (армирование бетонных емкостей, бетонных полов, хранилищ очистных сооружений); дорожном строительстве (укрепление дорожного полотна, опоры контактной сети, плиты дорожные); мостостроении и ремонте мостов (политы мостового настила, мостовые ограждения); железнодорожном строительстве.

Нанопокрытие для дерева и камня «Percenta».

Нанопокрытие для дерева и камня «Percenta» – это органическая и неорганическая защита для дерева и камня на водяной основе, разработанная на базе современной нанотехнологии.

Преимущества: простое применение; никаких изменений поверхности; срок службы покрытия до 10 лет; поверхность очищается простой водой; экономия времени и средств; идеальная защита от бактерий.

Области применения: бетонированные въезды; сельское хозяйство; автомастерские; автомойки; производственные помещения и цеха; обелиски, памятки и скульптуры.

Самоочищающаяся плѐнка ETFE.

ETFE плѐнка представляет собой самоочищающийся материал, который очень удобно применять при создании стеклянных крыш и атриумов.

Плѐнку ETFE используют вместо архитектурного стекла, так как она вдвое дешевле, намного легче, имеет прекрасные термоизоляционные свойства, пропускает гораздо больше ультрафиолета, обладает повышенной эластичностью и устойчивостью к сильным температурным перепадам, срок службы составляет 25 лет, так же ее можно применять повторно.

Существует несколько наиболее известных торговых марок плѐнок ETFE: Tefzel производства компании DuPont, Fluon от Asahi Glass Company, Neoflon ETFE от Daikin и Texlon от компании Vector Foiltec.

271

Будущее строительного материаловедения во многом связано с применением нанотехнологий. К сожалению, наша страна пока отстает в области применения внедрения нанотехнологий в строительную сферу от США, Японии и некоторых стран Европы. В этих странах основной вклад в прикладные исследования вносят крупные научные центры, наши же строительные компании не могут в одиночку профинансировать научные исследования.

Литература

1.«Применение нанотехнологий в строительстве и архитектуре» http://sibac.info/index.php/2009-07-01-10-21-16/2098-2012-04-18-21-05-20

2.http://www.ecorussia.info/ru/ecopedia/transperent-films

3.http://nano-pokritie.ucoz.ru/index/zashhita_dereva_i_kamnja/0-64

УДК 622.245.8

Т. А. Зидыганова – студентка; В. А. Березнев – научный руководитель, профессор, канд. геол.-.минерал. наук.

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

ГЕОТЕХНИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ ПРИ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ПОЛИГОНОВ ТВЕРДЫХ ОТХОДОВ

Аннотация. Рассматривается одна из главных проблем крупных городов – рекультивация отработанных территорий в различных климатических условиях страны. Основное внимание уделено схеме устройства полигона и методам рекультивации, применяемым в зоне многолетнемерзлых грунтов.

Ключевые слова: рекультивация, фильтрат, стабилизация тела полигона, экран полигона, многолетнемерзлый грунт(ММГ).

Под влиянием деятельности предприятий черной и цветной металлургии, теплоэнергетики и других отраслей возникают различные типы нарушений природного ландшафта. На территории России находится большое количество полигонов, которые являются переполненными или срок эксплуатации которых истек. Данные территории оказывают негативное воздействие на компоненты окружающей среды, поэтому необходимо их обезвреживание и возврат в нормативное состояние. Проблема рекультивации на данный момент является одной из актуальных экологических проблем в мире. Особенно эта проблема беспокоит страны, имеющие сравнительно небольшие площади [2].

Рекультивация земель – это комплекс инженерно-технических, мелиоративных и других мероприятий, направленных на восстановление продуктивности и народнохозяйственной ценности нарушенных земель, а также на улучшение условий окружающей среды [3].

Процесс рекультивации полигонов твердых отходов(ТО) начинается непосредственно после окончания складирования на нем мусора и включает в себя два раздельных этапа: технический и биологический. Участок складирования разбивается на очереди эксплуатации (с учетом рельефа местности). В основании полигона предусматривается устройство котлована, из которого производится выемка грунта для последующей изоляции ТО (промежуточной и окончательной). Глуби-

272

на котлована зависит от уровня грунтовых вод (днище котлована должно быть на 1 м выше уровня грунтовых вод). Учитывая рельеф местности и очередность складирования ТО, участок разбивается на несколько котлованов; при уклоне участка более 0,5 м предусматривается каскад котлованов (Рис. 1). Грунт, вынутый из котлована первой очереди, размещается в кавальерах по периметру полигона. Разность отметок оснований двух смежных котлованов - не более 1 м[4].

Рис. 1. Высотное размещение котлована в основании полигона 1 – кавальер грунта для изолирующих слоев;2 – уровень поверхности участка до

разработки котлованов; 3 – горизонтальное основание; 4 – промежуточный вал

Основание котлована – глина толщиной не менее 0,5 м. Если грунт характеризуется коэффициентом фильтрации более 10-5 см/сек, требуется устройство искусственных непроницаемых экранов. Цель создания экрана – ограничение потока фильтрата к нижележащим грунтовым водам и предотвращение притока грунтовых вод на уровень выше основания полигона. В качестве противофильтрационных экранов используются:

однослойный глиняный экран (толщина на менее 0,5 м), поверх которого укладывается защитный слой из местного грунта (толщина 0,2-0,3 м);

грунтобитумный экран, обработанный органическими вяжущими материалами или отходами нефтепереработки (толщина 0,2-0,4 м);

экран из латекса (двухслойный).

Рис. 2. Схема устройства противофильтрационного экрана в основании полигона

Складируемые на полигоне отходы подвергаются уплотнению и изоляции инертными материалами (отходы строительства, шлаки); вместо грунта возможно использование полученного из отходов компоста. Уплотнение отходов продлевает срок службы полигона, приводит к выравниванию площадки захоронения, облегчает укрытие отходов и дальнейшую работу.

Использование ненарушенных земельных территорий для строительства новых полигонов нецелесообразно, поэтому размещение отходов в выработанном пространстве карьеров является альтернативным направлением рекультивации

273

выработок. Причем одновременно решаются две задачи – восстановление природного ландшафта и безопасное размещение отходов. В настоящее время сложилась практика «рекультивации» отработанных карьеров путем заполнения отработанного пространства различными отходами 3-го, 4-го и 5-го классов опасности. Строительные отходы наиболее полно удовлетворяют требованиям экологии для размещения в отработанных карьерах. Однако в состав строительных отходов могут входить вредные вещества, которые при захоронении окажут негативное влияние на природную среду. Например, элементы строительных конструкций, изготовленные из ж/б, керамзитобетона, имеют химические добавки для ускорения твердения и придания других технологических качеств; опасность представляют формальдегиды, содержащиеся в ДВП как средства защиты древесины и т.п.

Особое внимание следует уделить устройству полигонов на многолетнемерзлых грунтах, т. к они занимают около 65% территории России. Поверхность ММГ является для подземных вод водоупором. Поток подземных вод вызывает протаивание нижележащих слоев мерзлого грунта. При промерзании грунтовых вод образуются наледи. Поэтому при проектировании и эксплуатации полигонов необходимо учитывать этот фактор. При планировке участка не допускается срезка бугров пучения (внешних поднятий почвы под действием подземных вод, в ядре которых находится лед), так как это влечет за собой быстрое оттаивание грунтов основания и просадку поверхности. Сезонное оттаивание грунтов начинается в конце мая и продолжается до середины октября. Процесс оттаивания ММГ на глубину 1м является маловероятным событием, но тем не менее необходимо оценить безопасность захоронения в случае оттаивания отходов и подстилающих его отложений. Определяем возможную осадку основания с учетом коэффициента оттаивания , характеризующего относительную осадку грунта при оттаивании в условиях отсутствия пригруза, и коэффициент сжимаемости : = ⁄ , где ∆ε –

относительная деформация, Р – дополнительные напряжения. Принимаем =0,0220-0,1734( ), тогда величина осадки S при высоте насыпи 1,5м и удельном весе грунта γ=18 кН/м3 составит 0,59–4,68 мм, если мощность оттаявшего слоя h1=1м, с учетом коэффициента оттаивания песков природной влажности не более 15 % ( =0,0005), величина просадки составит 0,5 мм, т. е в сумме осадка составит 5 мм. Такая величина осадки не приведет к нарушению целостности полигона, однако с увеличением влажности глубина оттаивания возрастает, что может привести к нарушению целостности. Таким образом, безопасность захоронения обеспечивается 2 факторами: сохранением условий многолетней мерзлоты и водонасыщенностью основания. В неблагоприятном случае следует обеспечить

влажность подстилающих песков не более 20 % и супесей – не более 25% [1].

Для предупреждения солифлюкционных явлений, заключающихся в сползании (оползнях) грунта по склону поверхности мерзлого грунта под влиянием атмосферных осадков и поверхностных вод, при размещении полигонов на склоне или у его подошвы в целях защиты участка от подтопления поверхностными водами с верховой стороны устраивают нагорные канавы и мерзлотные нагорные валики. Нагорные канавы выполняют на участках с непросадочными грунтами, а нагорные валики при залегании подземных льдов – непосредственно под деятель-

274

ным слоем[5]. Окончательная засыпка выемок с использованием грунта земляных валов до запланированной высотной отметки проводится в летний период [1].

Таким образом, рекультивация горных выработок строительными отходами, с частичным использованием бытовых и промышленных, позволит в комплексе решить проблемы размещения отходов и заполнения выработанного пространства и, как следствие, восстановить нарушенный ландшафт до первоначального природного состояния.

Литература

1.Березнев В. А. Оценка безопасности нефтяных скважин в условиях многолетней мерзлоты. // Научные исследования и инновации. – Пермь: Изд – во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2013.

2.Мариничев М. Б., Маршалка А. Ю. Геотехнические задачи при рекультивации полигонов твердых бытовых отходов // ОФМГ. – 2012. – №5. – С. 19 – 21.

3.ГОСТ 17.5.1.01-83 Охрана природы. Рекультивация земель. Термины и определения

4.Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов [Электронный ресурс]. – URL: http://docs.cntd.ru/

5.Особенности устройства полигонов ТБО в условиях Крайнего Севера и вечной мерзлоты [Электронный ресурс]. – URL:http://ztbo.ru/o-tbo/

6.Рекультивация карьерных выемок и отвалов [Электронный ресурс]. –

URL:http://ecodelo.org/

УДК 624.131

Н.А. Конырев – студент; В.А. Березнев – научный руководитель, профессор, канд. геол.– минерал. наук.

ФГОУБ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

ГЕОТЕХНИЧЕСКОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ РЕКОНСТРУКЦИИ ИСТОРИЧЕСКИХ ГОРОДОВ

Аннотация. Рассматривается одна из главных проблем исторических городов – реконструкция фундаментов. Привидены основные проблемы, а также способы их решения.

Ключевые слова: шурфование, зондирование, геотехнический мониторинг, оценка сплошности, методика ITS.

Я убежден, что новое столетие будет столетием реконструкции.

Мы имеем нормы и правила для нового строительства. Для реконструкции они не подходят. Реконструкция городов является сложной не только архитектурной, но и геотехнической задачей. Эта задача многократно усложняется для исторических городов, имеющих ценную застройку. Отдельные памятники имеют международную значимость.

Какие города называют историческими. Конечно, Иерусалим, Стамбул, Константинополь, Вечный Рим, Каир и многие другие. Но есть города, которым не более 200-300 лет. Их также можно считать историческими. Это крупнейшие города и столицы европейских, американских государств и Австралии. В этих городах сосредоточены памятники как национальной, так и международной значимости. Среди них – мой родной город Пермь.

275

На данный момент мы имеем следующие основные геотехнические проблемы:

Обеспечение сохранности значимых исторических памятников для наших потомков в 3 и 4 тысячелетии.

Сохранение исторических зданий при уплотнении городской застройки (строительство новых зданий около существующих).

Освоение подземного пространства исторических городов в влияние этого процесса на грунты, фундаменты и на сами здания.

Оценим роль геотехники и геотехнологии в процессе успешного решения этих проблем. За основу можно взять принцип "Жизнь в согласии с природой", который является центром, вокруг которого вращаются планеты. Каждая планета имеет свои имя, связанное с наиболее значимыми видами общечеловеческой деятельности начала XXI века. Такая интересная схема предложена инженерным департаментом фирмы "Самсунг".Как видно из этого рисунка (рис.1) геотехнология вращается на орбите очень близкой к центру. В центре - принцип, отмеченный выше.

Рис.1.

Я предлагаю рассмотреть следующие задачи, в плане поставленных про-

блем.

1.Особенности обследования оснований и фундаментов зданий

2.Выбор рациональных способов усиления.

3.Оценка влияния новой постройки на существующие здания.

4.Геотехническое моделирование сложных ситуаций, связанных с уплотнением городской застройкой и выбор безопасных способов выполнения работ по устройству фундаментов.

5.Геотехнический мониторинг, обеспечивающий безопасное ведение работ. Как видите, важных задач много. Постараемся конспективно их оценить. Для фундаментов зданий до начала XX в. использовался в основном из-

вестняк, песчаник и реже – гранит, диабаз. Прочность таких камней и сегодня вполне достаточна. Здания возводились на ленточных фундаментах преимущественно прямоугольного, трапециевидного или уступчатого сечения. Обычно фундаменты возводились на естественном основании.

При слабых грунтах и высоком уровне подземных вод применялись деревянные сваи. По сваям обычно устраивали деревянный ростверк, на котором возводили бутовую кладку фундамента. Эффективность работы таких фундаментов связана с положением зеркала подземных вод. Повсеместное понижение этого уровня в больших городах приводит к гниению древесины и разрушению ростверков.

276

Обследованные здания в различных регионах России позволили систематизировать причины развития дефектов фундаментов (см. табл.1 и рис. 2).

Данный рисунок показывает традиционные конструкции фундаментов старых зданий с характерными дефектами:

Рис. 2,3. Традиционные конструкции фундаментов старых зданий

схарактерными дефектам (I – VIII см. табл. 1.):

а– бутовый фундамент на естественном основании; б – фундамент на сваях; 1 – кирпичная кладка стены; 2 – надподвальное перекрытие; 3 – труба, пропущенная через фундамент; 4 – бутовая кладка на растворе; 5 – пол подвала; 6 – гидроизоляция пола; 7 – деревянные лежни; 8 – каменная забутовка; 9 – гидроизоляция фундамента; 10 – горизонт подземных вод на момент реконструкции; 11 – то же на момент строительства; 12 – старая планировочная отметка; 13 – новая планировочная отметка с поднятием культурного слоя; 14 – старая противокапиллярная гидроизоляция; 15 – деревянные сваи; 16 – деревянный ростверк.

277

Далее на слайде мы видем пример дома по улице 25 Октября, с бутовым фундаментом на естественном основании.

Недостатками шурфования являются высокая трудоемкость проведения работ в сложных условиях (под нагруженными конструкциями сооружения), частая необходимость крепления стенок шурфов, выполнение водоотлива. Указанные недостатки метода шурфования иногда делают его малопригодным.

В этом случаи можно прибегнуть к зондированию. При зондировании грунтов непосредственно под подошвой в ступенях фундаментов пробуриваются сквозные отверстия диаметром 45-50 мм, через которые выполняется зондирование.

Весьма актуальной задачей является диагностика свай в конструкции здания. За длительный период эксплуатации их несущая способность должна повыситься. Чтобы это проверить, можно воспользоваться методикой ITS (Inttegrity Test System). Она позволяет установить фактическую длину и сплошность свай, а непосредственные испытания свай статической нагрузкой в конструкции – их несущую способность.

Также на рис.5 приведен пример испытания железобетонной сваи.

Рис. 4.

Как видно из данных сопоставительных испытаний на рис. 4, свая через 26 лет работы в кусте значительно повысила свою несущую способность.

Оценка сплошности и длины деревянных и железобетонных свай может быть выполнена с помощью общепринятой интернациональной методики ITS, приведенной на рис.6.

.

Рис 5. Результаты испытаний свай на сплошность. А) железобетонная свая (длина 21 м)

278

Несущая способность должна был достаточной, чтобы не происходила потеря устойчивости основания, а неравномерности осадки оснований не должны превышать предельно допустимых величин для нормальной эксплуатации здания после реконструкции.

Конструкции усиления фундаментов и стабилизации грунтов разнообразны. Они собраны в табл. Как видно из этой таблицы, наиболее эффективными являются современные инъекционные технологии.

Оценка технологичности различных способов усиления фундаментов на слабых грунтах.

УДК 693

О.А. Касаткина – студентка 4 курса; В.Н. Зекин – руководитель, канд. техн. наук, профессор.

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

АВТОНОМНЫЙ ДОМ УСАДЕБНОГО ТИПА

Аннотация. Прежде всего, я хочу начать с пояснения что такое «Автономный дом» – это дом не подключенный к каким либо централизованным коммуникациям, электролиниям, канализации, водопроводу, теплосетям и т.д.

При строительстве такого дома на первый план встают такие вопросы как: эффективное энергосбережение, устройство коммуникаций, низкая эксплуатационная стоимость и комфортный микроклимат в доме.

Ключевые слова: автономный дом, воздушное отопление.

Первое, с чего я хочу начать, – это с водопроводов. Виды водопроводов Автономного дома.

279

Один из вариантов автономного водопровода для снабжения дома водой для хозяйственных нужд основан на сборе дождевой воды с крыш дома и надворных построек. (Редко используется)

Есть наиболее актуальный способ в наше время, бурение на участке артезианской скважины или рытье колодец, что более актуально в наше время.

В сегодняшней практике чаще всего применяют три виды автономной канализации:

1. канализация с использованием изолированной накопительной емкости,

2. система естественной очистки (септик),

3. система биологической очистки с использованием микроорганизмов. Также немаловажно в строительстве Автономного дома, это «Энергосбе-

режение».

Эффективного энергосбережения можно достичь с помощью качественной теплоизоляции на стенах и перекрытиях. Она позволяет устроить из ограждающей конструкции своеобразный термос, который в закрытом состоянии может хранить тепло до 2-3 суток, не требуя дополнительного отопления, что существенно снижает затраты на энергоносители.

Достичь качественной теплоизоляции в наше время реально. Рассмотрим один из способов обеспечения теплоизоляции.

Стена состоит из материалов:

1. Известково-гипсовый раствор (штукатурка) (ρ=1400; λ=0,7; δ=0,015м).

2. Кирпич силикатный (ρ=1800; λ=0,99; δ=0,12 м).

3. Маты из стеклянного штапельного волокна «URSA» (ρ=15, λ=0,046; δ=0,3 м).

4. Кирпич многопустотный (ρ=1400; λ=0,58; δ=0,065м).

Требуемое сопротивление теплопередачи ограждающей конструкции

R0тр =3,5 [ м2·0C / Вт ],[2] а расчетное сопротивление теплопередаче R0= 6,93 [ м2·0C / Вт ], что удовлетворяет требованию п.5.3. СНиП 23-02-2003.

Что касается отопления, то лучше всего устанавливатьвоздушное отопление, так как это: эстетично (нет труб и радиаторов), низкая эксплуатация (система за 35–40 позволяет поднять температуру до +24°С). Воздухонагреватель в течение суток включается 3–4 раза на 10–15 минут. Все это дает необходимое количество тепла при меньшем расходе энергии.

Всѐ это даѐт необходимое количество тепла при меньшем расходе энергии.

Ктому же воздушное отопление обеспечивает осушение, увлажнение, вентиляцию, очистку и приток свежего воздуха по всем помещениям. Отсутствует вероятность разморозки, коррозии и утечки в системе. При дополнительной установке наружного блока кондиционера в доме в течение всего лета осуществляется кондиционирование воздуха.

Основным элементом системы воздушного отопления коттеджа является воздухонагреватель, работающий на газе или дизельном топливе. В нем тепло, получаемое при сжигании газообразного (или дизельного) топлива в горелке, передается в теплообменнике воздуху, нагретаемому вентилятором. После очистки в фильтре горячий воздух поступает в отапливаемое помещение по воздуховодам, а продукты сгорания газа удаляются в атмосферу через дымоход.

280